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1、鐵路風險隧道施工安全管理,2017年6月北京,一、引言,四、結束語,二、風險隧道安全管理體系,三、風險隧道施工安全管控,1.風險識別,2.風險分析與應對,3.風險過程控制,4.風險應急處置,5.風險隧道后評估,一、引言,（一）隧道概況截止目前，在建鐵路項目（2017年及以后開通）共有隧道3197座/7977延公里，其中一級風險隧道108座、二級風險隧道138座，權比約8%。（二）安全狀況自2007年以來，隧道工程共發生安全事故75起、死亡227人。客觀上，隨著鐵路建設規模的增大，特別是風險隧道數量的增多，發生安全事故的概率也會增加。,近十年來我國鐵路隧道施工的安全狀況,（三）分析與小結1.從事2、故的性質來看，近十年：塌方共發生50次、死亡123人（占死亡總人數的54.2%）；突（水）涌（泥）共發生4次、死亡17人（占死亡總人數的7.5%）；瓦斯爆破發生1次、死亡12人（占死亡總人數的5.3%）。塌方、突涌、瓦斯（67%）爆炸是施工安全的三大主要風險。2.從事故的工點來看，塌方、突涌和瓦斯爆炸等群死群傷事故主要發生在評估確定的一級、二級風險隧道內。3.從事故的頻率看，隨風險隧道的不斷增多，2011,年隧道安全事故死亡人數較多，原鐵道部加強了對軟弱圍巖及不良地質隧道設計施工有關技術規定，中國鐵路總公司推行標準化管理和監控量測信息化后，隧道安全事故得到有效遏制，2015年全年僅發生安全事故3、3起，死亡3人。但近兩年來，安全事故又出現明顯反彈，僅2017年上半年，就發生隧道安全事故5起，死亡20人。特別是七扇巖隧道瓦斯爆炸造成12人死亡、13人受傷，安全生產情況復雜、形勢嚴峻。,為落實中央領導同志的批示和要求，突出總公司黨組“強基達標、提質增效”的工作主題，進一步提高安全防范意識，落實安全生產責任，強化現場安全管控，迅速控制施工安全事故發生，總公司組織全路開展了為期一個月的隧道施工安全專項檢查。按照總公司要求，工管中心根據歷年隧道安全事故特點，專項檢查發現的存在問題，以及相關隧道規范、規程及技術標準要求，總結了隧道施工安全管理經驗，對鐵路風險隧道施工安全管理提出以下建議，供大家參考4、。,二、風險隧道安全管理體系,（一）風險和風險隧道1.風險：工程建設中潛在的不利事件的概率及后果的組合。2.風險隧道：在初步設計和施工圖設計階段，依據鐵路隧道工程風險管理技術規范（Q/CR 9247-2016）的規定，評估確定的一級和二級風險隧道。（二）管理體系隧道的施工安全風險是可防可控的。2004年，國際隧道協會制定了隧道風險管理指南，包括安全風險,評估、監測-評估-預警系統、控制指標體系和工程監測等四個方面的內容。自2002年，原鐵道部、現中國鐵路總公司相繼制定了一系列有關鐵路隧道風險管理的規范、規程、技術標準和規定，形成了我國鐵路隧道安全風險管理體系。主要有14項規定：鐵路隧道工程風險5、管理技術規程（Q/CR 9247-2016）鐵路隧道超前地質預報技術規程（Q/CR 9217-2015）鐵路隧道監控量測技術規程（Q/CR 9218-2015）鐵路隧道施工安全技術規程（TB10304-2009）高速鐵路隧道工程施工技術規程（Q/CR 9604-2015）,鐵路隧道瓦斯技術規范（TB10120-2002）鐵路隧道施工搶險救援指南（Q/CR 9219-2015）關于進一步加強鐵路隧道施工超前地質預報工作的通知（鐵建設函2006340號）關于加強鐵路隧道工程安全工作的若干意見（鐵建設函2007102號）關于進一步加強鐵路隧道安全工作的通知（鐵建設函20071007號）關于進一步明確6、軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知（鐵建設函2010120號）關于進一步加強鐵路隧道設計施工安全管理工作的通知（建技2010352號）關于鐵路高風險隧道安全管理工作的實施意見（工管質201136號）,（三）管理流程結合我國鐵路隧道工程狀況，總結多年來鐵路隧道施工管理經驗，鐵路風險隧道施工安全管理可從：隧道風險識別、分析和應對、過程管控、應急處置、風險隧道后評估等五個方面入手，形成風險隧道安全管理流程，制定風險隧道卡控措施。（四）小結目前看，鐵路隧道施工安全管理體系完整、流程規范、措施到位，能有效遏制隧道施工重大安全事故。關鍵在過程管理和控制到位。,三、風險隧道施工安全管控,安7、全管理和控制,風險隧道識別（開工前）,風險隧道分析與應對（開工前）,風險隧道管控（施工中）,風險隧道后評估（完工后）,風險隧道應急處置（施工中）,風險隧道施工安全管理和控制包括5個方面21條措施。,（一）風險隧道識別（開工前）第1條：開展設計階段風險隧道識別根據鐵路隧道工程風險管理技術規范（Q/CR 9247-2016）要求，建設單位應組織設計單位并邀請專家咨詢，開展設計階段風險隧道識別，逐一明確隧道的風險管理級別，明確風險隧道的管理范圍。,案例：黔張常鐵路黔張常鐵路全長336公里，隧道100座/171公里，隧線比51%。線路所經區域地形復雜，區域地質作用劇烈，碳酸巖分布廣泛，各種巖溶形態發育8、強烈，巖溶水富集，隧道施工難度大、安全風險高。設計階段識別出一級風險隧道6座、二級風險隧道16座。目前，該項目隧道工程完成約80%，進展順利。從施工揭示看，實際情況與設計基本相符，風險隧道的識別是準確、有效的。,（二）風險隧道分析與應對（開工前）第2條：分析風險估評后果，制定應對措施從目前情況看，塌方（關門塌方）、突（水）涌（泥）和瓦斯爆炸通常可能造成多名人員傷亡和財產損失，是風險隧道施工安全管控的重點。1.塌方（關門塌方）應對措施：“六到位”即超前預報到位、超前加固和支護到位、工法選擇到位、開挖進尺控制到位、步距控制到位、監控量測及時預警到位。,2.突（水）涌（泥）應對措施：“先探再挖、不探9、不挖，留足安全墻”。3.瓦斯隧道應對措施：加強預報、提前設防；強化通風、控制濃度；機電防爆、控制火源。（三）風險隧道管控（施工中）第3條：充分發揮建設單位的主導和決策作用建設單位應成立以總經理（指揮長）為組長的高風險隧道管理小組，主導高風險隧道重大問題的決策。,（1）選擇好隊伍。招標時應根據隧道風險程度選擇合適的隊伍。（2）明確好責任。高風險隧道由設計單位承擔超前地質預測預報工作。（3）配置好資源。高風險隧道應加強人員配備、資源配置，強化管理制度和技術措施。（4）決策好方案。組織審查、論證、決策、批準高風險隧道重大技術方案。第4條：建立防范風險專項機制（施工中）建立防范風險專項機制，從而達到對10、風險的提前防范、快速反饋和應急處理。例如：宜萬鐵路結合巖溶隧道突水突泥風險的特點，建立了防范風險的8項專項機制。,施工地質勘察與超前地質預報專項機制,突發性事件防范應急預案專項機制,應對復雜地質與工程的設計和施工預案專項機制,隧道施工監控量測專項機制,嚴格履約考核獎罰專項機制,重難點工程監控專項機制,嚴格規范施工工藝監控專項機制,信息收集反饋和快速反應專項機制,第5條：制定保證隧道安全的專項技術管理制度宜萬鐵路結合巖溶隧道突水突泥風險的特點，制定了復雜巖溶隧道施工地質超前預報管理制度、復雜巖溶隧道注漿施工管理制度等。渝黔鐵路結合瓦斯爆炸風險的特點，制定了關于進一步加強重慶至貴陽鐵路瓦斯隧道施工11、管理的通知等。京張鐵路結合八達嶺長城站大跨度、多洞室的塌方風險，制定了預應力錨桿、錨索施工管理制度、超大跨度隧道施工及監控量測管理制度、三洞室車站爆破控制管理制度等。,第6條：開展高風險隧道安全施工條件評估工作根據關于進一步鐵路隧道設計施工安全管理工作的通知（建技2010352號）、關于鐵路高風險隧道安全管理工作的實施意見（工管質201136號）要求，高風險隧道要實行安全施工條件評估制度。通過全方位檢查評估參建各方在管理制度、人員配備、設備配置、技術方案、工程措施等五個方面的落實情況，從而有效地降低或規避高風險隧道的施工安全風險。,第7條：解決復雜技術難題充分發揮“兩專”優勢針對高風險隧道復雜12、技術難題，應尋求更為合理的安全解決方法。應充分發揮“專家團隊”和“專業隊伍”的“術業專攻”作用，按照“方案論證專業施工效果評價安全開挖”的流程實施。發揮“專家團隊”進行方案論證和效果評價作用，發揮“專業隊伍”進行專項工程施工作用。,懷邵衡鐵路巖鷹鞍隧道F4斷層高壓富水，充填粉細砂，突水突泥風險大，處理難度大，安全風險高。建設單位組織專家進行方案論證，確定了“高位排水、注漿加固、迂回繞行”的處理方案。,案例1：懷邵衡鐵路巖鷹鞍隧道F4斷層處理,施工單位實施了高位排水洞，達到了排水降壓效果，同時實施迂回平導繞行，開辟工作面，解決工期壓力。,高位排水洞,專業注漿隊伍承擔注漿關鍵工序的施工。注漿完成后13、，建設單位邀請專家組織評審。,注漿施工,注漿效果評審,通過采用“專家論證、專業隊伍施工”的安全管理方式，巖鷹鞍隧道F4高壓富水斷層順利提前貫通。,案例2：渝黔鐵路天坪隧道煤層瓦斯突出處理,渝黔鐵路天坪隧道通過煤層瓦斯突出地段，瓦斯壓力1.34MPa，安全風險高，施工難度大。總公司高度重視，多次到現場指導。,建設單位組織專家進行方案論證，確定了預抽排處理瓦斯后揭煤方案。該方案在鐵路系統為首次使用。,瓦斯預抽排和揭煤等關鍵工序由煤礦系統專業隊伍承擔。,建設單位邀請專家，組織對瓦斯預抽排效果進行評估分析，對揭煤方案進行審查。,渝黔鐵路通過采用“專家論證、專業隊伍施工”的安全管理模式，天坪隧道煤層瓦斯14、突出地段順利通過。,案例3：寶蘭客專石鼓山隧道淺埋飽和富水土質段處理,石鼓山隧道下穿茵香河，地表為淺埋溝，通過粉土、中粗砂及圓礫石地層，飽水，級圍巖。原設計采用雙側壁導坑法開挖，安全、質量和工期風險高。,建設單位組織參建各方進行方案比選，邀請專家進行方案論證。確定采取以地表注漿加固為主，簡化洞內開挖方法，保證施工安全，加快施工進度。,采用優化后的技術方案，保證了石鼓山隧道的安全、順利、提前貫通，也形成了淺埋地段施工的“石鼓山方式”。該技術方案已在類似工程推廣應用，取得了良好的效果。,專業隊伍承擔地表注漿加固施工，注漿后采用三臺階法開挖。該技術方案實現了洞外加固與洞內開挖的平行作業，施工安全風險15、降低，進度比原來提高了1倍以上。,第8條：強制落實工藝工法鐵路總公司對全路隧道施工安全專項檢查時發現，現場擅自變換施工方法、減少支護鋼架數量、開挖步距超標、鋼架安裝懸空等違反工藝工法要求的問題仍十分突出，這些都是導致產生安全風險的重要因素，建設單位必須要求施工單位強制落實工藝工法，對違規行為進行嚴厲懲處。第9條：強化現場組織和督導落實作用參建四方應組成以建設單位領導為組長，設計、施工、監理單位參加的風險隧道管理小組，具體負責現場組織和督導重大技術方案的落實。,第10條：強力推進“四化”支撐手段以工裝保工藝、以工藝保質量、以質量保安全是解決隧道風險的重要理念。強力推進“四化”支撐、創新升級管理手16、段是保證隧道施工安全的重要舉措。,1.高風險隧道應全面采用“機械化”一級配置,鉆孔臺車,鐵路隧道“機械化”一級配置表,鉆孔臺車,鉆孔臺車,錨桿鉆機,仰拱棧橋,濕噴機械手,襯砌施工成套設備,2.風險隧道鋼構件應全面采取“工廠化”生產,工廠化生產主要設備,3.高風險隧道監控量測“信息化”應全覆蓋管理,及時采集數據 及時反饋信息,4.高風險隧道關鍵工序（注漿、旋噴、降水、錨索、瓦斯抽排、揭煤開挖等）應推行“專業化”施工,水平旋噴,瓦斯抽排,第11條：超前地質預報納入工序管理按照鐵路隧道超前地質預報技術規程（Q/CR 9217-2015）、高速鐵路隧道工程施工技術規程（Q/CR 9604-2015）要17、求：超前地質預報工作應納入工序管理，嚴格執行“有疑必探、不探不挖”的安全施工理念。高風險隧道超前地質預報的責任主體為設計單位，超前地質預報工作由設計單位負責組織實施。超前地質預報應有針對性，確保及時性和有效性。,第12條：充分發揮監控量測的信息化指導作用監控量測信息是軟弱破碎圍巖安全狀態的最直接反映。建設單位和施工單位應嚴格執行鐵路隧道監控量測技術規程和鐵路隧道監控量測標準化管理實施意見有關規定，開展好監控量測工作。,鐵路隧道變形量與變形速率安全等級,鐵路隧道監控量測變形信息對應處理措施,案例1：寶蘭客專南二十鋪隧道黃色預警處理2013年9月29日，南二十鋪隧道進口DK939+522里程監控量18、測信息顯示為黃色預警。現場立即啟動處理預案：（1）上臺階增設豎撐；（2）中臺階開挖后及時封閉；（3）加快仰拱施工，縮短與掌子面步距。通過采取措施，消除了黃色預警，保證了施工安全。,加強縱向連接,加大拱腳,案例2：寶蘭客專徐家川隧道紅色預警處理2013年9月26日，徐家川隧道出口DK965+045里程監控量測信息顯示為紅色預警。現場立即啟動處理預案：（1）停止掌子面開挖，進入搶險狀態；（2）中臺階架立豎撐、斜撐；（3）增加初期支護鎖腳錨管數量及長度；（4）調整開挖工法及工序。通過采取措施，消除了紅色預警，確保了施工安全。,2017年5月份，在建鐵路隧道共獲取監控量測數據82.5萬組，黃色預警4619、57組（占5.6），紅色預警2589組（占3.1），總體變形基本可控。紅色預警主要集中在成蘭、麗香、哈牡、銀西陜西段等四條鐵路。成蘭鐵路松潘、躍龍門隧道，麗香鐵路中義、長坪、圓寶山隧道本月變形均較大。另外，銀西鐵路陜西段黃色預警較多，主要集中在田塬、嶺上兩座隧道。建設單位應組織參建各方及時總結，研究制定針對性措施，確保隧道施工安全。,在建鐵路隧道五月份監控量測報警統計（取前10）,第13條：瓦斯隧道安全施工應抓住三個關鍵環節瓦斯隧道施工安全管理主要應抓住火源控制、瓦斯濃度檢測、通風質量保證等三個關鍵環節。只要這三個環節達標，瓦斯隧道的安全是可以保證的。,必須控制火源進洞,改裝設備必須防爆,必須20、確保隧道通風質量,必須確保達標施工（瓦斯濃度一般情況下應小于0.3%；正常安全值控制在0.5%以下；個別位置可以為1.0%，但應加強檢測）,需要注意的問題：成貴鐵路七扇巖隧道瓦斯爆炸發生在平導與正洞的交接處，傷亡人員均在正洞作業。因此，對運營期間使用平導作為救援通道的，平導瓦斯設防應與正洞同等重視，對施工后期不使用的平導應按設計要求組織好封堵。,第14條：加強現場施工人員安全培訓施工單位應對現場施工人員進行技術交底和安全交底，進行安全培訓，使現場人員了解工程，知道風險，知道遇到風險后該怎么辦，定期組織逃生演練。第15條：高風險隧道配備經過專門培訓的專職安全員風險隧道必須設置專職安全員，負責啟動21、風險預警系統，當發生風險時組織現場疏散撤離。,第16條：完善隧道防災報警逃生系統完善隧道防災報警逃生系統，包括視頻監控系統、聲光報警系統、應急照明系統、安全逃生系統。,隧道逃生路線設計,隧道視頻監控系統,隧道應急安全通道,隧道聲光報警系統,隧道應急照明系統,自救裝備,第17條：加強隧道施工中風險征兆判釋隧道臨近大型巖溶水體、煤與瓦斯突出、軟弱圍巖大塌方區段時都會有一定的征兆，只要現場人員加強觀察與分析，進一步開展必要的超前地質預測預報的現場應用，及時采取處理措施，隧道施工安全風險是可以減少或避免的。,隧道臨近大型巖溶水體的征兆（兩聽、三看、四觀察）,兩聽：一是聽隧道周圍是否有嘩嘩的流水聲；二是22、聽掌子面超前鉆孔中是否有嘩嘩的流水聲。三看：一是看掌子面裂隙或溶隙中是否有較多的黏土或鐵染銹；二是看掌子面巖層是否有明顯的濕化、軟化或淋水現象；三是看已開挖揭示的小溶洞中是否有水流、河沙或水流的痕跡。四觀察：一是觀察已開挖段落的小溶洞數量是否明顯增多；二是觀察掌子面超前鉆孔中涌水量是否比已開挖段落明顯增大；三是觀察掌子面超前鉆孔中是否有泥沙、卵石或礫石；四是觀察掌子面超前鉆孔中是否有涼風冒出。,隧道煤與瓦斯突出的征兆（一聞、兩聽、三看、兩觀察、兩分析）,一聞：聞掌子面是否有異味。兩聽：一是聽掌子面是否發出瓦斯強烈涌出的嘶嘶聲，同時帶有粉塵；二是聽掌子面超前鉆孔中是否有深部巖層或煤層的破裂聲、響23、煤炮聲。三看：一是看掌子面是否有鼓壁、掉渣現象；二是看掌子面是否有移動感；三是看已開挖段落初期支護是否有嚴重變形現象。兩觀察：一是觀察煤層結構是否發生明顯變化，即層理紊亂，由硬變軟，厚度和傾角發生變化，煤由濕變干，光澤暗淡，煤層頂、底板出現斷裂、波狀起伏等；二是觀察掌子面超前鉆孔施做時是否有頂鉆、夾鉆、頂水、噴孔等動力現象。兩分析：一是分析瓦斯濃度檢測數據是否有明顯增大或忽高忽低；二是分析掌子面溫度檢測數據是否明顯降低、悶人。,隧道軟弱圍巖大塌方的征兆（兩聽、三看、兩觀察、兩分析）,兩聽：一是聽掌子面是否長時間發出蹦蹦的巖石剝落聲；二是聽已開挖段初期支護是否發出滋滋的變形聲。三看：一是看掌子面24、拱頂巖石是否發生開裂，并伴有巖粉噴出；二是看已開挖段初期支護是否開裂、掉塊、變形；三是看掌子面或已開挖段落是否突然發生涌水現象。兩觀察：一是觀察掌子面拱頂巖石掉塊或裂縫是否逐漸擴大；二是觀察隧道內是否無故發生塵土飛揚。兩分析：一是分析圍巖監控量測數據是否明顯增大，變形速率明顯加快；二是分析已開挖段落圍巖監控量測數據是否長期處于紅色或黃色報警狀態。,（四）風險隧道應急處置（施工中）第18條：組織風險隧道搶險救援總體規劃風險隧道集中的鐵路項目，建設單位應嚴格按照鐵路隧道施工搶險救援指南（Q/CR 9219-2015）的要求，進行搶險救援總體規劃，選好隊伍，配足設備，統籌安排，并做好培訓與演練。第125、9條：突水突泥清淤處理必須評估后實施隧道發生突水突泥后，不清淤難以復工，但清淤風險極高，稍有不慎可能引發更大的突水突泥，甚至出現人員傷亡。因此，必須進行清淤風險評估，合理選取清淤及封堵方式。,合理清淤后設擋(如胡麻嶺隧道),洞內迂回設擋后清淤（如廈深鐵路梁山隧道),地表垂直設擋后清淤（如龍廈鐵路象山隧道),第20條：隧道塌方后應急搶險的核心工作1.日常應加強鐵路隧道施工搶險救援指南（Q/CR 9219-2015）有關內容的學習，提高自救和應急救援能力。2.隧道塌方后應急搶險時應加強安全管控，避免造成次生災害。核心要做的三件事情是：（1）反壓支頂（2）鉆孔通風（3）挖洞救人,頂管救援（砂質地層）26、,大口徑鉆機救援,反壓支頂,鉆孔通風（打通生命通道）,挖洞救人,挖洞救人,（五）風險隧道后評估（完工后）第21條：認真開展隧道風險的后期評估工作建設單位應根據鐵路隧道工程風險管理技術規程（Q/CR 9006-2016）的規定，在隧道完成后投入運營前進行風險后期評估，評估報告要納入竣工文件。對突涌水、瓦斯超標、襯砌掉塊、軌道上拱等危及隧道運營安全的風險應重點評估。,一些隧道拱頂掉塊、空洞、滲漏水，影響運營安全，被迫限速處理。,某巖溶隧道剛開通運營1天，強降雨后就發生了軌道板上拱，被迫停運處理。,某巖溶隧道，強降雨后襯砌被嚴重破壞，被迫停運處理。,某弱膨脹巖隧道，運營1年后，襯砌開裂，大段落軌道板27、上拱，被迫停運處理。,西成客專房家灣隧道施工過程中巖溶及巖溶水發育，采取了注漿加固及結構加強措施。隧道完成后，經進一步摸清巖溶及巖溶水，建設單位組織專家進行了風險后評估，評估認為：不增設排水洞，難以保證隧道長期運營安全。,案例：風險隧道后評估,排水洞實施過程中，明顯巖溶水極為發育，水量極大，房家灣隧道排水洞為保證隧道長期運營安全奠定了基礎。,四、結束語,塌方、突水突泥、瓦斯爆炸是鐵路隧道施工的三大主要安全災害，具有毀滅性和極大危險。為規避鐵路隧道施工安全風險，確保工程安全，進行風險隧道施工安全管理十分必要，也極為重要。,結束語,鐵路隧道施工安全風險都有其一定的規律，也有征兆，只要我們以“四化”支撐為抓手，從“風險識別、風險分析和應對、風險過程管控、風險應急處置、風險隧道后評估”五個方面認真落實“鐵路隧道風險管理21條措施”，按照隧道風險管理體系的要求，提高認識、充分重視、措施得當、管理到位，隧道施工安全風險是可以規避的。,謝謝大家！,